教学材料《建筑材料》-项目六

项目六其他混凝土普通防水混凝土又称为富水泥浆防水混凝土,它是通过调整配合比来提高混凝土的抗渗性.具体措施是:①采用渗透性小的集料;②尽量减小水胶比(表３-４８);③适当提高水泥用量、砂率和灰砂比(即水泥与砂之比),以保证在粗集料周围形成足够厚度的砂浆层,以免粗集料直接接触,形成互相连通的渗水孔网.④采用较小粒径的粗集料,以利减少沉降孔隙.这种抗渗混凝土应符合下列规定:①抗渗混凝土的最大水胶比的限值见表３-４８;②水泥强度等级不宜小于３２.５,每１m３混凝土中水泥用量不宜小于３２５kg;③粗集料最大粒径不宜大于４０mm,砂率宜为３５％~４０％.上一页下一页返回项目六其他混凝土普通防水混凝土施工方便,性能稳定,但其施工质量比普通混凝土的要求严格.适用于地上和地下要求防水抗渗的工程.(二)外加剂防水混凝土外加剂防水混凝土是利用外加剂的功能,显著提高混凝土密实性或改善混凝土孔结构,从而达到抗渗目的.配制外加剂防水混凝土时,宜掺用防水剂(如氯化铁)、密实剂(氢氧化铁、氢氧化铝)、膨胀剂、引气剂或减水剂.我国有一些商品防水剂以氯化铁为主要组分,在水泥水化过程中生成氢氧化铁和氢氧化铝凝胶,堵塞毛细孔通道,提高混凝土密实度.上一页下一页返回项目六其他混凝土密实剂能堵塞混凝土内部的渗水通道,使混凝土具有很高的抗渗能力,能抵抗水、油、气的渗透,常用于对抗性要求较高的混凝土,如高水压容器或贮油罐等.但密实剂混凝土造价较高,且密实剂掺量过多(大于３％)时,将增大钢筋的锈蚀和混凝土的干缩.某些细分散固体材料掺入混凝土中也能提高其抗渗性,属于惰性材料的有滑石粉、膨润土、硅质粉等,属于活性材料的有粉煤灰、硅藻土等.它们之所以能提高混凝土的抗性,主要是因为填聚了毛细孔通道.(三)膨胀水泥防水混凝土上一页下一页返回项目六其他混凝土膨胀水泥防水混凝土采用膨胀水泥配制而成.膨胀水泥在水化过程中形成大量的钙矾石而产生膨胀,在有约束的条件下,使毛细孔减少、孔隙率降低,混凝土的密实度和抗渗性提高.但这种防水混凝土的使用温度不应超过８０℃,以免钙矾石发生晶型转变,导致抗渗性降低.无论采用何种方法配制的抗渗混凝土,施工时都必须控制工程质量,应采用机拌机振,浇筑混凝土时应一次完成,尽量不留施工缝,并要加强保湿养护,至少１４d.不得过早脱模,脱模后更要及时充分浇水养护,以免出现干缩裂纹.抗渗混凝土主要用于有防水抗渗要求的水工构筑物、给水排水工程构筑物(如水池、水塔等)和地下构筑物,以及有防水抗渗要求的屋面等.上一页下一页返回项目六其他混凝土二、轻集料混凝土轻集料混凝土是指用轻粗集料、轻细集料(或普通砂)等为集料配制而成的干表观密度不大于１９００kg/m３的水泥混凝土,也称多孔集料轻混凝土.凡粒径在１.７５mm以上、松装密度小于１０００kg/m３的集料,称为轻粗集料;粒径小于１.７５mm、松装密度小于１１００kg/m３的集料,称为轻细集料(轻砂).(一)轻集料混凝土的类型１.按轻集料的种类分(１)天然轻集料混凝土,如浮石混凝土、火山渣混凝土和多孔岩混凝土等.上一页下一页返回项目六其他混凝土(２)人造轻集料混凝土,如黏土陶粒混凝土、页岩陶粒混凝土以及膨胀珍珠岩混凝土和用有机轻集料制成的混凝土等.(３)工业废料轻集料混凝土,如煤渣混凝土、粉煤灰陶粒混凝土和膨胀矿渣珠混凝土等.２.按细集料种类分(１)全轻混凝土.采用轻砂作为细集料的轻集料混凝土.(２)砂轻混凝土.部分或全部采用普通砂作为细集料的轻集料混凝土.３.按其用途分(１)保温轻集料混凝土.其干表观密度小于８００kg/m３,抗压强度小于５.０MPa,主要用于保温的围护结构和热工构筑物.上一页下一页返回项目六其他混凝土(２)结构保温轻集料混凝土.其干表观密度为８００~１４００kg/m３,抗压强度为５.０~２０.０MPa,主要用于配筋和不配筋的围护结构.(３)结构轻集料混凝土.其干表观密度为１４００~１９００kg/m３,抗压强度为１５.０~５０.０MPa,主要用于承重的构件、预应力构件或构筑物.(二)轻集料混凝土的特点轻集料混凝土具有自重轻、保温隔热和耐火性能好等特点.结构轻集料混凝土的抗压强度最高可达７０MPa,与同强度等级的普通混凝土相比,可减轻自重２０％以上.上一页下一页返回项目六其他混凝土结构保温轻集料混凝土是一种保温性能良好的墙体材料,其热导率仅为普通混凝土的１２％~３３％.轻集料混凝土的变形性能良好,弹性模量较低.在一般情况下,收缩和徐变也较大.轻集料混凝土的弹性模量与其密度和强度成正比.密度越小、强度越低,弹性模量也越低,轻集料混凝土的弹性模量比同强度等级的普通混凝土低２５％~６５％.(三)轻集料混凝土的特点轻集料混凝土大量应用于工业与民用建筑及其他工程,可收到减轻结构自重、提高结构的抗震性能、节约材料用量、提高构件运输和吊装效率、减少地基荷载及改善建筑功能(保温隔热和耐火等)等效益.上一页下一页返回项目六其他混凝土因此,轻集料混凝土主要用于工业与民用建筑的大型外墙板和小型空心砌块,少量用于高层和桥梁建筑的承重结构和热工构筑物.三、耐热混凝土耐热混凝土是指能长期在高温(２００℃~９００℃)作用下保持所要求的物理和力学性能的一种特种混凝土.普通混凝土不耐高温,因为水泥石中氢氧化钙等水化物会分解,有些集料不耐高温作用,如石灰岩高温下也分解,含石英的岩石(石英砂、花岗岩、砂岩等)高温下发生晶型转化而会产生体积膨胀,加之水泥石与集料的热膨胀系数不同,所有这些因素都将导致普通混凝土在高温下产生裂缝,强度严重下降甚至破坏.上一页下一页返回项目六其他混凝土耐热混凝土系采用耐热的胶凝材料和粗细集料配制而成.按其所用的胶凝材料可分为硅酸盐水泥(掺入烧黏土等混合材料)耐热混凝土、铝酸盐水泥耐热混凝土、水玻璃耐热混凝土等.耐热混凝土所用耐热粗细集料有矿渣、耐火砖或烧结砖碎块、安山岩、玄武岩、铝矾土熟料、烧结镁砂等.耐热混凝土多用于有耐热要求的工程,如高炉、焦炉及其他热工设备的基础、炉衬、烟囱及围护结构等.四、耐酸混凝土能抵抗多种酸及大部分腐蚀性气体侵蚀作用的混凝土,称为耐酸混凝土.上一页下一页返回项目六其他混凝土普通混凝土以硅酸盐类水泥为胶凝材料,因而在酸性介质下,将受到腐蚀.耐酸混凝土采用耐酸的胶凝材料及耐酸的集料.常用的胶凝材料为水玻璃、硫黄、沥青等,耐酸集料有石英砂、石英岩或花岗岩碎石.目前常用的耐酸混凝土是水玻璃混凝土,它是由水玻璃、氟硅酸钠(固化剂)、耐酸粉料(石英粉或铸石粉)及耐酸粗、细集料按规定比例配制而成.水玻璃混凝土拌合物的坍落度不应大于２０mm,硬化后的强度应不小于２０MPa.为使水玻璃混凝土表面上未与反应的水玻璃充分反应,形成一层坚固的致密硅胶层,以抵抗酸的渗入和侵蚀,需用中等浓度的酸做表面酸化处理.在酸的作用下,未反应的水玻璃产生如下反应:上一页下一页返回项目六其他混凝土耐酸混凝土对一般无机酸(除氢氟酸及热磷酸外)、有机酸(除高级脂肪酸外)有较好的抵抗能力.多用于化工车间的地坪、酸洗槽、贮酸池等.五、流态混凝土与泵送混凝土(一)流态混凝土流态混凝土是指拌合物的坍落度达１８０~２３０mm,呈高度流动状态的混凝土.它能自流填满模型和钢筋间隙而不必振捣,所以也称为自密实混凝土.上一页下一页返回项目六其他混凝土流态混凝土适于浇灌钢筋密布、形状复杂、浇灌和捣实困难的特殊结构的混凝土工程,如料仓、水处理厂以及高层建筑等.流态混凝土是在普通混凝土拌合物(基准混凝土)中加入硫化剂(高效减水剂)而成.通常在基准混凝土拌合物拌制好之后加入硫化剂(称后掺法)效果较好,可获得要求的坍落度.采用硫化剂,可克服以增加水泥浆来提高坍落度所带来的缺点,不致使耐久性受到影响.同时,由于水胶比不变或略有降低,可保持或提高混凝土强度.合理选择硫化剂和混凝土配合比,不仅可达到要求的坍落度和强度,而且可保持良好的和易性,即不离析、不泌水.上一页下一页返回项目六其他混凝土目前国内常用的硫化剂为萘系或树脂系高效减水剂,掺量一般为水泥用量的０.５％~０.７％.粗集料最大粒径不宜大于４０mm,与小于０.３１５mm的细集料的总和,一般在１m３混凝土中不宜少于４００~４５０kg,砂率应比一般混凝土高５％~１０％,这样可以保持足够的细颗粒材料含量,以避免混凝土拌合物产生泌水和离析.流态混凝土主要适用于高层建筑、大型工业与民用建筑的基础、楼板、墙板以及地下工程等,尤其适用于工程中配筋密列、混凝土浇筑振捣困难的部位,以及导管法浇筑混凝土.(二)泵送混凝土上一页下一页返回项目六其他混凝土泵送混凝土是在混凝土泵的推动下沿管道进行运输和浇灌的混凝土,因此,对泵送混凝土的要求是,不仅满足设计规定的强度和耐久性要求,更要满足管道输送对混凝土拌合物的要求,即要求混凝土拌合物有较好的可泵性.所谓可泵性,即混凝土拌合物具有顺利通过管道、摩阻力小、不离析、不泌水、不阻塞的性质.泵送混凝土拌合物的坍落度一般要求８０~１８０mm.泵送混凝土可一次连续完成水平和垂直运输,效率高,劳动力省,费用低.为使泵送混凝土具有较好的可泵性,须加入泵送剂,泵送剂包括减水剂或高效减水剂及适量的引气剂或其他化学外掺剂.上一页下一页返回项目六其他混凝土泵送混凝土粗集料的最大粒径,碎石不应大于管道内侧的１/３,卵石不应大于其２/５;细集料中小于０.３１５mm的颗粒不应少于１５％.泵送混凝土的坍落度满足施工及管道输送的要求即可,不一定是流态混凝土,但流态混凝土在一般情况下需采用混凝土泵输送和浇灌.泵送混凝土可用于大多数混凝土工程.其适用于大型钢筋混凝土构筑物(大型设备基础、地下工程等)和高层建筑,尤其是在狭小现场施工的工程中,泵送混凝土更能有效地发挥其作用.六、高强度混凝土高强度混凝土是指C６０及其以上强度等级的混凝土,C１００级以上的混凝土称为超高强度混凝土.上一页下一页返回项目六其他混凝土(一)配制原理及其措施提高混凝土强度的途径很多,通常是同时采用几种技术措施进行复合,增强效果显著.目前常用的配制原理及其措施如下:１.减少混凝土内孔,改善孔结构,提高混凝土密实度减少混凝土内孔,改善孔结构,提高混凝土密实度最好的办法是掺加高效减水剂,以大幅度降低水胶比,再配合加强振捣或者采用真空振动作业.这是目前提高混凝土强度最有效而简便的措施.２.提高水泥石与集料界面的粘结强度上一页下一页返回项目六其他混凝土除采用高强度等级水泥外,在混凝土中掺加优质的掺合料(如硅灰)及拌合物,或者采用活性集料(如水泥熟料),均可大大减少粗集料周围的薄弱区影响,明显改善混凝土内部结构,提高密实程度.３.改善水泥水化产物的性质采用蒸压养护混凝土,先将成型的混凝土构件经常压蒸汽养护,脱模后再入蒸压釜进行高温高压蒸汽养护,这时将生成托勃莫来石水化产物而使混凝土获得高强.４.采用增强材料在混凝土中掺加纤维材料,如钢纤维、碳纤维等,可显著提高混凝土的抗拉强度和抗弯强度.上一页下一页返回项目六其他混凝土配制高强度混凝土时,应选用强度等级不低于４２.５、质量稳定的优质硅酸盐水泥或普通水泥,并应采用优质的集料.粗集料最大粒径不应超过３.５mm,针片状颗粒含量不宜超过５％,含泥量不应超过０.５％.粗集料应进行压碎指标值检验,对碎石还应进行立方体强度试验.细集料宜采用偏粗的中砂,其细度模数宜大于２.６,含泥量不应超过２％.(二)高强度混凝土配合比设计高强度混凝土配合比设计的计算方法和步骤与普通混凝土基本相同,但应注意以下几点:(１)基准配合比中的水胶比,采用指定水从胶方法确定.上一页下一页返回项目六其他混凝土对C６０级混凝土仍可参用鲍氏公式计算,但C６０以上等级的混凝土应按经验选取基准配合比中的水胶比.(２)高效减水剂和活性矿物掺合料的掺量应通过试验确定,宜复合使用矿物掺合料.(３)高强度混凝土的用水量可在按混凝土防冻剂参考配方选用的基础上,再扣除按减水剂减水率计算得出的减水量.水泥用量不宜超过５５０kg/m３.水泥加矿物掺合料总量不大于５５０~６００kg/m３.(４)配制高强度混凝土所用砂率,应通过混凝土拌合物合理砂率值试验确定.上一页下一页返回项目六其他混凝土(５)高强度混凝土试配与配合比确定时,所选用的水胶比间距宜为０.０２~０.０３,最后按强度试验结果中略超过配制强度的配合比确定混凝土配合比设计值,并应用此配合比进行至少６次的重复试验予以验证,其平均值不应低于配制强度.(６)配制C７０以上等级的高强度混凝土时,应掺用硅灰或其他致密性的掺合料.目前,我国实际应用的高强度混凝土为C６０~C８０,主要用于混凝土基桩、预应力轨枕、电杆、大跨度薄壳结构、钢丝网水泥制品等,今后将发展用于现代高层建筑中.七、装配式混凝土上一页下一页返回项目六其他混凝土(一)装配式混凝土结构装配式混凝土结构是由预制混凝土构件或部件通过各种可靠的连接方式装配而成的混凝土结构,包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等.在建筑工程中,简称装配式建筑;在结构工程中,简称装配式结构.预制装配式住宅建筑体系主要由主体结构、室内装修和设备安装三大系统组成.其中,主体结构体系起主导作用,它是工业化住宅的最核心内容;而装修和设备系统是受主体结构体系约束的.上一页下一页返回项目六其他混凝土在世界范围内,预制装配式结构可大体分为木结构体系、轻钢结构体系(LGS)和装配式混凝土结构(PC)体系三大类.在我国,受土地、森林资源限制,木结构体系在现代建筑中采用得不多;轻钢结构体系虽然有所发展,但从标准规范和配套部品开发等方面来看,还处在不断完善之中;研究最为深入、技术成熟度最高、配套部品生产最为完善的,当属装配式混凝土结构(PC)。上一页下一页返回项目六其他混凝土装配式混凝土结构根据结构体系特点,又分为装配整体式混凝土框架结构(MonolithicPrecastConcreteFrameStructure)、装配整体式剪力墙结构(MonolithicPrecastConcreteShearWallStructure),两者又根据梁、板、柱等受力构件的特征,分为装配整体式型钢混凝土框架结构、预应力叠合楼板装配整体式剪力墙结构、装配整体式夹心保温剪力墙结构、主体结构现浇外挂墙板体系等形式.研究的重点包括受力部件的优化设计、分割,部件(特别是竖向受力钢筋)的连接,装饰、保温及(非)承重墙板体系的开发等.装配式混凝土结构由于采用模数化设计,梁、板、柱、楼梯、阳台等部件实现在工厂内的制造和检测,运输到现场后再行组装.上一页下一页返回项目六其他混凝土在墙板设计制造时,通过采用瓷砖反打等饰面技术,实现装饰、保温、承重功能的一体化;加上门窗洞口预留或门窗(框)预装等措施,有效地保证了安装精度,最大幅度地降低了门窗洞口部位的渗漏水风险.综合来看,装配式混凝土结构具有施工速度快、装配精度高、质量稳定、安全快捷、防水性良好等特点.早期的装配式大板结构体系,构件之间多数为机械连接,构件的钢筋不直接接触,连接受力以螺栓和预埋件为主,这种连接方式整体性差,隔声、防水性能不足;而装配式混凝土结构构件之间的连接则以现浇节点为主,将混凝土预制件的钢筋伸入现浇构件中进行锚固连接,有效保证了建筑物的整体性.上一页下一页返回项目六其他混凝土与当前主流的工地现浇施工